防倒灌采油管柱的制作方法

本实用新型涉及油田开采领域，具体是一种适用于多油层开采的防倒灌采油管柱。

背景技术：

目前，由于油藏的发育不均等原因造成油层间的压力相差较大，尤其是蒸汽吞吐开发的油井随着吞吐轮次的增加，造成层间压力差异越来越大，使得原油生产不得不采取分层注汽措施，而在采出阶段则采用传统的统一采出的生产方式，使得高压层的原油易进入到低压层，从而影响了油井生产能力的正常发挥。

有鉴于上述现有技术存在的问题，本发明人结合相关制造领域多年的设计及使用经验，提供一种防倒灌采油管柱，来克服上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种防倒灌采油管柱，其能防止多个油层内的原油倒灌，提高油井开采率。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种防倒灌采油管柱，其用于具有至少两个油层的油井中，所述防倒灌采油管柱包括：套管，其内设有油管，所述油管与所述套管之间形成油套环空，所述油管的下端设有单流阀，所述套管上间隔设有至少两个进液孔，每个所述进液孔与一所述油层对应连通，两两相邻的所述油层之间设有封隔器，所述封隔器密封设于所述油套环空内；至少一个防倒灌阀，所述防倒灌阀与所述油管串联并位于所述单流阀的上方，每个所述防倒灌阀均与一所述油层相对，在与所述防倒灌阀相对的所述油层内的压力大于或等于所述油管内的压力的状态下，该油层通过所述防倒灌阀与所述油管连通。

在优选的实施方式中，所述防倒灌阀包括与所述油管串联的中空阀体，所述中空阀体的周壁上设有上下贯通的通道，所述通道内设有阀座和具有多个开孔的阀罩，所述阀罩位于所述阀座的下方，所述阀罩与所述阀座之间能移动的设有阀球。

在优选的实施方式中，所述阀球的直径大于所述阀座的内径且小于所述通道的内径。

在优选的实施方式中，在所述阀球坐封于所述阀座的状态下，所述防倒灌阀的通道呈封闭状态，在所述阀球坐落于所述阀罩上的状态下，所述防倒灌阀的通道呈连通状态。

在优选的实施方式中，所述中空阀体的上端设有上接头，所述中空阀体的下端设有下接头。

在优选的实施方式中，所述油层为三个，所述套管上设有三个分别与三个所述油层对应连通的所述进液孔，所述油管上串联两个所述防倒灌阀，两个所述防倒灌阀分别与上方的所述油层和中间的所述油层相对，所述单流阀与下方的所述油层相对。

在优选的实施方式中，在三个所述油层内的压力均相等的状态下，上方的所述油层和中间的所述油层分别通过一所述防倒灌阀与所述油管连通，下方的所述油层通过所述单流阀与所述油管连通。

在优选的实施方式中，在上方的所述油层内的压力均大于中间的所述油层和下方的所述油层内的压力的状态下，上方的所述油层通过与其相对的所述防倒灌阀与所述油管连通，与中间的所述油层相对的所述防倒灌阀和所述单流阀均呈封闭状态。

在优选的实施方式中，下方的所述防倒灌阀的上端与上方的所述防倒灌阀的下端相连，相互连接的两个所述防倒灌阀与所述油管串联，每个所述封隔器均密封设于所述套管的内壁与所述防倒灌阀之间。

在优选的实施方式中，两个所述防倒灌阀间隔的与所述油管串联，所述封隔器密封设于所述套管的内壁与所述油管之间。

本实用新型防倒灌采油管柱的特点及优点是：

1、本实用新型适用于具有多个不同或相同的压力油层的油井的开采，能够有效防止油井生产过程中，由于油藏内的各油层之间的压力不同，而导致高压油层的原油向低压油层内倒灌的现象(特别适用于蒸汽吞吐井的开采初期的生产，因蒸汽吞吐井在开采初期时，油层间的压力差大，压力高的油层的原油和能量大量进入压力低的油层中)，本实用新型通过防倒灌阀的设置，实现由油层内的压力高低而依次采出相对的各高压油层内的原油，待各油层内的压力相等时，则同时采出各油层内的原油，避免不同压力油层内的原油的倒灌，减少了能量损失，充分发挥油井的产能，提高油井采收率，提高能量利用率。

2、由于油藏内的各油层内的油品成分或性能不同，如发生倒灌会造成不同油层间的相互介入而带来不同程度的污染，给油井的正常生产和后期处理带来不同程度的困难，本实用新型能通过避免油层内的倒灌在一定程度上克服该困难，避免不同压力油层内的原油在油层内污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的防倒灌采油管柱的结构示意图；

图2为本实用新型的防倒灌采油管柱的防倒灌阀的结构示意图；

图3为图2中的A部的放大结构示意图。

附图标号说明：

1连接接头，2防倒灌阀，21上接头，22中空阀体，23阀座，24阀球，25阀罩，26通道，27下接头，28开孔，3进液孔，4封隔器，5油管，6单流阀，7套管，8油层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下等方向均是以本实用新型所示的图1中的上、下等方向为准，在此一并说明。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种防倒灌采油管柱，所述防倒灌采油管柱用于具有至少两个油层8的油井中，所述防倒灌采油管柱包括：套管7，其内设有油管5，所述油管5与所述套管7之间形成油套环空，所述油管5的下端设有单流阀6，所述套管7上间隔设有至少两个进液孔3，每个所述进液孔3与一所述油层8对应连通，两两相邻的所述油层8之间设有封隔器4，所述封隔器4密封设于所述油套环空内；至少一个防倒灌阀2，所述防倒灌阀2与所述油管5串联并位于所述单流阀6的上方，每个所述防倒灌阀2均与一所述油层8相对，在与所述防倒灌阀2相对的所述油层8内的压力大于或等于所述油管5内的压力的状态下，该油层8通过所述防倒灌阀2与所述油管5连通。

具体的，如图1所示，油管5下端设置的单流阀6包括具有倒喇叭口状流道的座体和能坐封于座体以将流道封闭的球体，该单流阀6的作用是用于最下方油层8内的原油的开采，即油管5的下端设置的单流阀6能连通最下方的油层8与油管5，同时，单流阀6还能在最下方的油层8内的压力小于油管5内的压力时，防止最下方的油层8内的原油进入油管5，当然，单流阀6也可以不设置的油管5的下端，只要其位于最下面的封隔器4的下方实现最下方油层8的开采即可；每个进液孔3可由多个小孔组成，多个小孔的分布可为网状，既有利于原油开采，又具有过滤功能，且每个进液孔3可以根据其所对应的油层8的分布范围，在套管7的圆周方向上设置相对应的范围，例如油层8在圆周方向内均有原油，则进液孔3可在套管7的圆周方向上均匀分布；油管5上串联的至少一个防倒灌阀2的尺寸与油管5的尺寸相匹配，即串联防倒灌阀2后的油管5与套管7之间形成所述油套环空，串联于所述油管5的所述防倒灌阀2均位于所述单流阀6的上方，使单流阀6能对应最下方油层8的开采，而防倒灌阀2能对应最下方油层8上方的其他油层8的开采，也即每个防倒灌阀2均与位于所述封隔器4上方的一所述油层8相对。

进一步的，如图2和图3所示，所述防倒灌阀2包括与所述油管5串联的中空阀体22，所述中空阀体22的周壁上设有上下贯通的通道26，所述通道26内设有阀座23和具有多个开孔28的阀罩25，所述阀罩25位于所述阀座23的下方，所述阀罩25与所述阀座23之间能移动的设有阀球24，具体的，防倒灌阀2大体呈中空圆筒状，所述中空阀体22的上端设有上接头21，上接头21上部内壁设有内螺纹，上接头21下部外壁设有外螺纹，所述中空阀体22的下端设有下接头27，下接头27上部外壁设有外螺纹，下接头27下部内壁设有内螺纹，以利于将防倒灌阀2连接于油管5等井下工具上，中空阀体22的内腔与同其连接的油管5的内腔相连通，以利于采出原油，通道26呈圆柱状，通道26的上端内部螺纹连接有阀座23，通道26的内部设有阀罩25，阀罩25位于阀座23的下端，使位于阀罩25和阀座23之间的阀球24能随着油层8和油管5内的压力大小而移动于阀罩25和阀座23之间。

更进一步的，如图3所示，所述阀球24的直径大于所述阀座23的内径且小于所述通道26的内径，使阀球24能顺畅的上下移动，且能坐封于阀座23上以严密的封堵通道26，在所述阀球24坐封于所述阀座23的状态下，也即油管5内的压力大于该防倒灌阀2所对应的油层8内的压力，而使油管5内的高压液体进入通道26内将阀球24顶起并坐封于阀座23上时，所述防倒灌阀2的通道26呈封闭状态，使该防倒灌阀2所对应的油层8内的原油无法经通道26进入油管5内；在所述阀球24坐落于所述阀罩25上的状态下，也即油管5内的压力小于或等于该防倒灌阀2所对应的油层8内的压力，阀球24在自身重力和该防倒灌阀2所对应的油层8内的原油的压力下坐落于阀罩25上时，所述防倒灌阀2的通道26呈连通状态，使该防倒灌阀2所对应的油层8内的原油能顺利经通道26进入油管5内。

在一实施例中，如图1所示，所述油层8为三个，所述套管7上设有三个分别与三个所述油层8对应连通的所述进液孔3，所述油管5上串联两个所述防倒灌阀2，两个所述防倒灌阀2分别与上方的所述油层8和中间的所述油层8相对，所述单流阀6与下方的所述油层8相对，也即两个所述防倒灌阀2分别与位于一个所述封隔器4的上方的进液孔3相对，具体的，三个油层8间隔设置，上方的防倒灌阀2与上方的进液孔3水平相对设置，下方的防倒灌阀2与中间的进液孔3水平相对设置，上方的封隔器4位于上方的油层8和中间的油层8之间，下方的封隔器4位于中间的油层8与下方的油层8之间，上方的油层8和中间的油层8内的原油能分别通过对应的上方的进液孔3和中间的进液孔3进入套管7内。

进一步的，在三个所述油层8内的压力均相等的状态下，上方的所述油层8和中间的所述油层8分别通过一所述防倒灌阀2与所述油管5连通，下方的所述油层8通过所述单流阀6与所述油管5连通；在上方的所述油层8内的压力均大于中间的所述油层8和下方的所述油层8内的压力的状态下，上方的所述油层8通过与其相对的所述防倒灌阀2与所述油管5连通，与中间的所述油层8相对的所述防倒灌阀2和所述单流阀6均呈封闭状态。

在一实施例中，下方的所述防倒灌阀2的上端与上方的所述防倒灌阀2的下端相连，相互连接的两个所述防倒灌阀2与所述油管5串联，每个所述封隔器4均密封设于所述套管7的内壁与所述防倒灌阀2之间，具体的，两个所述防倒灌阀2之间直接连接，下方的防倒灌阀2通过其上接头21与上方的防倒灌阀2的下接头27螺纹连接，下方的防倒灌阀2通过其下接头27与油管5螺纹连接，上方的防倒灌阀2的上接头21与连接接头1螺纹连接(即丝扣连接)，再通过连接接头1与抽油泵或油管螺纹相连，上方的封隔器4密封设于套管7的内壁与上方的防倒灌阀2的下接头27的外壁之间(或上方的封隔器4密封设于套管7的内壁与两个所述防倒灌阀2的连接处)，下方的封隔器4密封设于套管7的内壁与下方的防倒灌阀2的下接头27的外壁之间(或下方的封隔器4密封设于套管7的内壁与下方的防倒灌阀2和所述油管5的连接处)。

在另一实施例中，如图1所示，两个所述防倒灌阀2间隔的与所述油管5串联，所述封隔器4密封设于所述套管7的内壁与所述油管5之间，具体的，两个所述防倒灌阀2之间间接连接而非直接连接，油管5自上而下包括位于上油管、连接油管和下油管，其中连接油管可为多个子油管连接而成，单流阀6设置于下油管的下端，下方的防倒灌阀2连接于下油管与连接油管之间，上方的防倒灌阀2连接于上油管与连接油管之间，即上方的防倒灌阀2与下方的防倒灌阀2通过连接油管相连，连接油管的长度可以根据井内油层的高度差设置，使两个防倒灌阀2分别对应一个油层，下方的封隔器4密封设于套管7的内壁与下油管之间，上方的封隔器4密封设于套管7的内壁与连接油管之间。

本实用新型防倒灌采油管柱适用于多油层开采，特别是具有多油层的稠油井的开采，下面以具有三个油层8的油井为例，对本实用新型防倒灌采油管柱的具体工作情况进行说明：

首先，在管柱下井前先根据井下油藏内各油层的压力分为上方的油层8、中间的油层8和下方的油层8，并在对应各油层8位置处开设进液孔3，在地面计算上方的封隔器4和下方的封隔器4的坐封位置，其中，下方的封隔器4可采用现有技术中的Y211封隔器或Y221封隔器，上方的封隔器4可采用现有技术中的Y111封隔器，在此不再对现有的各封隔器的结构和原理赘述，各封隔器4需要与套管7相适应，例如各封隔器4的外径与套管7的内径相适应，并采用上提下放或上提旋转下放的方式坐封，下方的封隔器4坐封后，上方的封隔器4再坐封，然后，将串联有两个防倒灌阀2的油管5下入套管7内，其中，上方的防倒灌阀2上端连接的连接接头1可连接抽油泵(当然抽油泵也可插入到油管内)；

当上方的油层8内压力高于其他两个油层8时，上方的油层8内的原油通过上方的进液孔3后经上方的防倒灌阀2进入油管5内，由于上方的油层8内的原油压力较高，进入到油管5内的原油经下方的防倒灌阀2的通道26将其内的阀球24紧密坐封于阀座23上而封闭通道26，从而中间的油层8内的原油便无法进入油管5内，且进入到油管5内的上方的油层8内的原油也不会进入到中间的油层8内，同时，进入到油管5内的原油会使单流阀6内的球体紧密坐封于座体的流道上，使单流阀6封闭，进而下方的油层8内的原油便无法进入油管5内，且进入到油管5内的上方的油层8内的原油也不会进入到下方的油层8内，直至上方的油层8内的压力与其他任一油层8内的压力相等，或与其他两个油层8内的压力均相等；

当两个油层8内的压力相等时，则该两个油层8共同生产；当两个油层8内的压力相等、且大于另一油层8内的压力时，则该两个油层8先共同生产，待与另一油层8压力相等后，三个油层8共同生产；当三个油层8内的压力相等时，则压力相等的三个油层8同时共同生产，即每个油层8内的原油均进入油管5内，实现同时开采；本实用新型实现了分层采油，提高了开采率和能量利用率。

本实用新型防倒灌采油管柱的特点及优点是：

1、本实用新型适用于具有多个不同或相同的压力油层8的油井的开采，能够有效防止油井生产过程中，由于油藏内的各油层8之间的压力不同，而导致高压油层的原油向低压油层内倒灌的现象(特别适用于蒸汽吞吐井的开采初期的生产，因蒸汽吞吐井在开采初期时，油层间的压力差大，压力高的油层的原油和能量大量进入压力低的油层中)，本实用新型通过防倒灌阀2的设置，实现由油层8内的压力高低而依次采出相对的各高压油层内的原油，待各油层8内的压力相等时，则同时采出各油层8内的原油，避免不同压力油层8内的原油的倒灌，减少了能量损失，充分发挥油井的产能，提高油井采收率，提高能量利用率。

2、由于油藏内的各油层8内的油品成分或性能不同，如发生倒灌会造成不同油层间的相互介入而带来不同程度的污染，给油井的正常生产和后期处理带来不同程度的困难，本实用新型能通过避免油层8内的倒灌在一定程度上克服该困难，避免不同压力油层内的原油在油层内污染。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限制本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的原则和构思的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本实用新型的保护范围。